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邱冠周：《用生物技术赋能矿产资源利用》
2026-05-13 11:16:06
作者：邱冠周（中国工程院院士，中南大学教授、博士生导师）
随着工业化进程的推进，高品位资源被过度利用，矿产贫化逐渐成为一个世界性问题。传统的采矿、选矿、冶金工艺在处理低品位矿产资源时，存在低效率、长流程、高成本、重污染等问题，这严重背离了科学发展观所要求的资源节约、环境友好的可持续发展理念，同时也使新型工业化发展的支撑日趋乏力。生物湿法冶金作为一项控制成本、节能高效、操作简易、环境友好的低品位矿产资源处理技术应运而生。其原理是利用微生物将矿石中有价元素选择性浸出，从而制备高纯度金属及其材料。生物技术在选冶中的运用给此类低品位矿区开启了一扇新的技术大门。
我国生物冶金领域的专家学者以生物冶金技术理论、装备以及工程化条件控制等方面为突破口，为实现工艺的最优化匹配并最终提高生物冶金技术的应用深度与广度作出了诸多的努力：
第一，宏观到微观。2004年，中南大学参加世界上第一个嗜酸氧化亚铁硫杆菌的全基因组测试研究工作。在全基因组测序获得全部3217个基因信息的基础上进行全基因组芯片和比较基因组学研究，发现了包括有135个亚铁氧化、硫氧化以及抗性相关基因的320个高氧化活性基因。据此制定的《嗜酸氧化亚铁硫杆菌及其活性的基因芯片检测方法》国家标准（GB/T20929-2007）奠定了从基因水平开展浸矿机理的基础，实现了微生物浸矿行为研究从表现型向基因型的转变。
第二，定性到定量。以基因、基因组和宏基因组为研究对象的分子生物学技术的飞速发展，其应用于生物冶金领域的研究手段更多、研究水平也有了从单菌单一功能到单菌整体功能和种群整体功能的大幅提升。通过群落基因芯片和功能基因芯片的应用，可以检测不同时间、不同地点的浸矿微生物种群结构和群落动态变化情况，达到对浸矿微生物群落结构和功能活动的同步分析，使得生物湿法冶金技术从客观利用进入到了主观创造的更高阶段。
第三，现象到本质。微生物浸出反应主要作用于矿物——溶液界面，期间的矿物氧化溶解过程及反应控制机理一直是生物冶金研究的难点。在结合先进的界面分析设备与手段，检测微生物——矿物界面的形态及构造以及生物化学反应过程中中间产物的种类及含量，终于较为精确地阐明了矿物溶解的本质，完成了从现象到本质的飞跃。
建设“两型社会”，观念创新和体制创新是关键。事实证明，依靠大量消耗有限的能源资源为代价换取经济发展是得不偿失的。生物冶金技术等高新技术不仅能在工业领域得到广泛使用，更可以影响到并内化为我们的思维方式及生活方式，实现人与自然和谐相处。唯有如此，才是构建和谐社会的内在要求，才是“两型社会”建设的终极追求。
作者介绍：
邱冠周：矿物工程学家，中国工程院院士，中南大学教授，博士生导师，教育部跨世纪人才首批专家，国家有突出贡献中青年专家，国家自然科学基金创新群体学术带头人和国家重点基础研究规划发展项目（973项目）生物冶金项目首席科学家。曾担任中南大学副系主任、系主任，中南工业大学副校长、中南大学副校长。邱冠周院士长期致力于中国低品位、复杂难处理金属矿产资源加工利用研究，在低品位硫化矿的生物冶金方面做出突出贡献。先后主持承担国家重点基础研究发展规划973项目、国家创新研究群体科学基金、国家自然科学基金项目及国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”等科技攻关重点项目30余项；获授权国家发明专利42项；出版专著5部，其中2部获中国图书奖，国外出版英文学术专著1部；发表论文97篇，论文被SCI 引用732次，单篇论文最高被引32次，单部著作最高被引用138次。研究成果先后获得国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项、国家科技进步一等奖1项。曾获宝钢优秀教师奖、中国有色金属工业技术突出贡献奖、湖南省“光召”科技奖。
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